Projeto de sistema de controle de um pêndulo invertido com roda de reação

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto de um controlador para o sistema pêndulo invertido com roda de reação. A bancada experimental utilizada foi fruto de um trabalho realizado por alunos da disciplina Engenharia de Controle 2 da Universidade Federal de Pernambuco. A estratégia definida para determinação do controlador foi baseada na combinação do modelo analítico com a função de transferência obtida pela técnica de identificação de sistemas a partir de ensaios experimentais. Estes modelos foram utilizados nas simulações e no projeto do controlador implementado no protótipo utilizado como objeto de estudo. O controlador utilizado cumpre a função de levar o pêndulo da posição natural até a invertida (swing-up) e em seguida estabilizá-lo nesta posição. Para o controle de swing-up, algoritmos baseados em energia foram utilizados e comparados considerando o tempo de subida e a demanda de energia. Para o controle de estabilização, utilizou-se controladores PIDs. Os resultados obtidos foram discutidos e comparados, gerando informações que podem ser utilizadas como valores de referência em projetos que envolvam sistemas de controle semelhantes ao utilizado neste trabalho.